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심장·뇌 등 복잡한 장기도 제작 가능한 3D프린팅 바이오잉크 개발한림대의료원 박찬흠·김순희 교수 연구팀
실크피브리온 바이오잉크로 제작한 인공장기와 혈관.

[라포르시안] 국내 연구진이 누에고치에서 추출한 실크피브로인을 원료로 3D 프린팅에 최적화된 ‘바이오잉크(Sil-MA)’ 개발에 성공했다. 관련 학계에서는 인체 이식이 가능한 인공장기 개발 시기가 한걸음 더 앞당겨졌다는 기대감을 보이고 있다.

한림대의료원은 나노바이오재생의학연구소 박찬흠(한림대춘천성심병원 이비인후과)·김순희 교수팀이 실크피브로인을 활용해 세계 최초로 3D 프린팅용 바이오잉크를 개발했다고 16일 밝혔다.

실크피브로인은 누에고치에서 추출한 천연 섬유단백질로, 이미 생체재료나 조직공학에 다양하게 활용되고 있다. 미국 식품의약국(FDA)이 승인한 생체재료로 임상 적용 가능성이 높은 것으로 알려졌다.

의료원에 따르면 박찬흠 교수 연구팀이 개발한 바이오잉크는 실크피브로인을 빛을 이용해 액체와 고체의 중간성질과 세포 친화력을 갖춘 하이드로겔로 쉽게 만들 수 있으며, 빠르고 정교하게 인공장기나 조직 제작이 가능하다.

실크피브로인 바이오잉크는 현재 바이오 3D 프린팅 기술로 해결하지 못했던 미세혈관이나 다양한 세포의 정밀한 조형까지 가능하다고 한다.

실크피브로인 바이오잉크는 빛을 받으면 굳는 '광경화' 방식의 3D DLP(Digital Light Processing) 바이오프린터를 통해 심장, 폐, 뇌, 혈관 등 복잡한 형태의 인체조직과 장기로 출력될 수 있다. 실제 장기의 섬세한 부분까지 유사하게 출력 가능하다고 연구팀은 설명했다.

실크피브로인 바이오잉크는 기존 바이오잉크보다 빠른 세포함유 프린팅이 가능하기 때문에 현재 3D 프린팅 인공조직·장기가 풀어야 할 핵심 난제인 생체친화력과 이식 후 기계적·물리적 물성을 유지하는 문제의 돌파구를 마련해 줄 것으로 기대된다.

박찬흠 교수는 “3D 바이오 프린팅의 미래는 생체적합성과 기계적·화학적 특성이 우수한 바이오잉크의 개발에 달려 있다"며 "이번 연구의 핵심은 두 가지 방향성에 모두 부합하고, 실제 생체 이식에 적용 가능한 기술이라는 점에서 의미가 크다”고 설명했다.

이번 연구결과는 지난 4월에 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)지에 실렸다.

한편 한림대춘천성심병원 이비인후과와 나노바이오재생의학연구소는 이번에 개발한 바이오잉크 원천 제작기술을 이용해 인공 혈관, 식도, 기도, 연골 등을 만들고 동물에 적용하는 실험을 준비 중이다.

김상기 기자  bus19@rapportian.com

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